Новейшие бумажные технологии

Состояние неутешительное, перспективы есть

Бумага давно уже стала необходимым атрибутом жизни современного человека. Сложно подсчитать, сколько раз в день человек пользуется различной бумажной продукцией. С утра он читает газету, достает из холодильника картонный пакет с молоком, оставляет записку семье, берет с собой деньги, получает билетики в общественном транспорте. Также несколько раз в день человек использует бумагу в гигиенических целях… Сложно представить себе жизнь без бумаги, поэтому важность развития бумажной отрасли лесной промышленности страны сложно переоценить. «Бумажные» вопросы обсуждались на международной технической конференции International Pulp, Paper & Tissue Forum (IPPTF) «Новейшие технологии для целлюлозно-бумажной промышленности», прошедшей в рамках VIII Международного лесного форума в Санкт-Петербурге.

Ежегодный прирост производства бумаги и картона в мире в среднем составляет 2,5 %. При этом спрос на бумагу и картон в Северной Америке и Западной Европе достигает 0,5 %, а на развивающихся рынках Азии и Восточной Европы — 4,1 % в год. Темпы роста спроса на волокнистые полуфабрикаты в Китае превышают 6 % в год. Российская промышленность на сегодняшний день производит лишь около 2 % от мирового объема целлюлозно-бумажной продукции и на процессы формирования мирового рынка существенного влияния не оказывает. Кроме того, в России медленными темпами увеличивается объем потребления бумаги и картона на душу населения. В настоящее время эта цифра составила 35 кг / чел.

В структуре лесопромышленного производства Российской Федерации преобладает продукция с низкой добавленной стоимостью, при этом доля целлюлозно-бумажной продукции за последние 5 лет постепенно снизилась. Так, в 2005 году она составила менее 40%. Стоимость продукции в экономически развитых странах на 1 м заготовленной древесины составляет $350, а в России не превышает $70.

Импорт целлюлозно-бумажной продукции возрос в 2,3 раза, а экспорт — лишь в 1,2 раза. Таким образом, темпы роста импорта почти вдвое опережают темпы роста экспорта.

Такие неутешительные данные озвучил председатель РАО «Бумпром» В. А. Чуйко в своем докладе «Состояние и перспективы развития российской целлюлозно-бумажной промышленности» на Пленарном заседании Международного лесного форума. Однако в его приветствии участникам конференции прозвучала уверенность, что решения и рекомендации форума будут способствовать более динамичному развитию целлюлозно-бумажной промышленности. Объединение усилий государства, бизнеса, науки и профессиональных организаций позволит лесопромышленному комплексу занять достойное место в мировом производстве лесобумажной продукции.

Магистральными направлениями российской ЦБП в рассматриваемом среднесрочном периоде (2007−2015 годы) останутся расширение и реконструкция действующих предприятий с максимальной экологизацией производства, внедрением наилучших существующих технологий и созданием импортозамещающих производств.

Сессию «Проблемы повышения эффективности целлюлозно-бумажной промышленности» под председательством В. А. Чуйко и генерального директора ОАО «Светогорск» С. И. Пондарь открыл доклад «Стратегическая платформа развития лесной промышленности Европейского союза до 2030 года», который представил руководитель проекта К. Г. Бекеман (FTP).

Основной стратегией Европейского союза являются создание инновационных проектов, многоцелевое использование лесных ресурсов для производства биотоплива, химических реагентов из отходов и других новых продуктов. Осуществление данной стратегии возможно при достаточном финансировании научных исследований. При этом основные вложения Европейский союз планирует направить на развитие технологической платформы, фундаментальные исследования в университетах, а также на создание условий для предотвращения «утечки мозгов» в США, что является большой проблемой как в Европе, так и в России.

Заведующий кафедрой целлюлозы и композиционных материалов Санкт-Петербургского государственного университета растительных полимеров профессор Э. Л. Аким рассмотрел «Сценарии развития ЦБП России как части отечественного и мирового лесного комплекса». В настоящее время в связи с развитием плантаций ускоренного роста принципиально изменяется ситуация на мировых рынках целлюлозно-бумажной продукции: занимая 5% лесопокрытой площади мира, плантации обеспечивают более 35% мирового потребления древесины. По данным ФАО ООН , в ближайшие годы этот показатель возрастет до 45 %.

Сценарии развития ЦБП России должны строиться на сочетании удовлетворения потребностей внутреннего рынка, в том числе за счет импортозамещения, на создании и расширении высокотехнологичного производства продукции с высокой добавленной стоимостью. Актуальной проблемой также является необходимость резкого повышения роли научного и кадрового обеспечения целлюлозно-бумажной промышленности. Профессор Э. Л. Аким подчеркнул, что без привлечения науки, без финансирования научных исследований невозможно сохранить и развивать научно-технический потенциал в области технологий ЦБП.

Представитель Объединенной национальной экономической комиссии Европейского экономического сообщества Ханс Янсен предложил «Проекты ЕЭК ООН по развитию лесного сектора России». Докладчик отметил, что в ЛПК России отсутствует классификация новых категорий продукции; недостаточно развивается производство по переработке биомассы с получением пеллет; крайне важным является сокращение экспорта круглого леса и другое. В докладе прозвучала заинтересованность мирового сообщества в развитии ЦБП России.

Вице-президент РАО «Бумпром» А. П. Черновол осветил проблемы перехода российской ЦБП к системе технологического нормирования на основе наилучших существующих технологий. В отличие от действующей в России системы соблюдения санитарно-гигиенических нормативов, основанных на предельно допустимых концентрациях сбросов и выбросов в окружающую среду индивидуальных химических соединений или смесей постоянного состава, европейским экологическим законодательством предусматривается технологическое нормирование интегрированных показателей удельных сбросов и выбросов на тонну вырабатываемой продукции.

В докладе прозвучал перечень интегрированных показателей сбросов и выбросов в сравнении с действующим перечнем, а также перечень технологических нормативов для основных видов целлюлозно-бумажной продукции.

Перспективами развития своих предприятий поделились руководители предприятий ОАО «Сегежский ЦБК» В. Ф. Преминин и генеральный директор ЗАО «Северо-Западная Лесопромышленная Компания» И. В. Битков.

Доклад В. Ф. Преминина был особенно интересен для слушателей, так как Сегежский ЦБК — единственное предприятие в России, которое смогло приобрести иностранную фирму. Частью российского комбината стала компания Korsnas Packaging, один из мировых лидеров по производству бумажных мешков.

И. В. Битков посвятил свое выступление реконструкции и развитию Неманского ЦБК и Каменногорской фабрики офсетных бумаг. Он сообщил, что реконструкция целлюлозного производства, переход на экологически чистую ТСF-отбелку, строительство очистных сооружений, пуск БДМ № 9 на новой бумажной фабрике Неманского ЦБК — все это практически полностью реализовано. Также на Каменногорской фабрике офсетных бумаг запущена первая, уникальная для России, технологическая линия по подготовке облагороженной макулатурной массы.

Также на конференции были подняты вопросы о перспективе дальнейшего существования и применения сульфитного способа получения целлюлозы. Известно, что производство сульфитной целлюлозы в мире постепенно сокращается. Современные модификации сульфитного способа получения целлюлозы не в полной мере решают проблемы экономического и экологического характера.

Производственные мощности российских целлюлозных заводов значительно ниже оптимальных. Более 80% сульфитной целлюлозы выпускаются в беленом виде. При производстве беленой целлюлозы, полученной варкой на магниевом основании, невозможно достичь белизны волокнистого полуфабриката свыше 85 % при отбелке TCF (без использования хлорсодержащих отбеливающих реагентов) даже при повышенном расходе химикатов. Кроме того, при отбелке TCF и ЕCF (отбелка без применения молекулярного хлора) на натриевом основании отбельные фильтраты не могут быть направлены в систему регенерации магниевого основания.

Оптимизация производства бумаги

Современный интегрированный целлюлозно-бумажный комбинат представляет собой сложную систему, для которой характерно повторное использование материалов и продуктов. В основном это результат стремления снизить себестоимость продукции и удовлетворить требования экологического законодательства, в соответствии с которыми конечными продуктами предприятия должны являться только волокнистые полуфабрикаты, бумага, картон, а также очищенная вода.

На основании анализа показателей работы предприятий в режиме реального времени, динамического материального баланса фирма ABB Autmation Technologies AB разрабатывает различные модели и инструменты для оптимизации функционирования предприятия.

Повышение эффективности бизнеса также невозможно без использования информационных технологий. Фирма Tieto Enator Forest представила на конференции различные решения, которые играют важную роль в оптимизации и управлении бизнес-процессами, анализе информации и принятии правильных решений.

Повышению производительности труда на предприятиях ЦБП как одному из главных условий процветания производственной компании было посвящено выступление Томаса Янсона (фирма McKinsey). Непрерывное обучение, повышение квалификации, изменение мотивации и поведения работников предприятия — все это способствует улучшению экономических показателей его работы.

Технологии мелования бумаги

Анализ рынка бумаги и картона показывает, что в последние годы непрерывно возрастает производство бумаги для печати и тароупаковочных видов бумаги и картона, особенно с меловальным покрытием. В настоящее время потребности российского рынка в мелованной продукции обеспечиваются в основном за счет импорта.

Современными тенденциями в технологии мелования являются: использование пленочного аппарата вместо клеильного пресса, многослойное нанесение покровной пасты, увеличение концентрации покровных композиций до 65−70 %, повышение скорости мелования до 1500−2000 м / мин., использование в качестве основного пигмента карбоната кальция.

В России до сих пор используют шаберный способ нанесения покрытия, основным пигментом остается каолин. Поскольку карбонат кальция в России получают из мела, обладающего белизной на 83−87 %, данный химический реагент применяется как дополнительный пигмент, так как его белизна не обеспечивает высокий уровень печатных свойств и обладает пылимостью.

Доклад представителя фирмы UMV Coating AB был посвящен новой технологии мелования, которая способствует совершенствованию производства мелованной бумаги и картона, развитию техники и оборудования для нанесения меловального покрытия.

Валковые устройства различного типа используются как для нанесения меловальной пасты, так и для поверхностной проклейки. Технология HSM представляет собой предварительное дозирование меловальной пасты на поверхность валов небольшого диаметра, при вращении которых паста переходит на наносящие валы большего диаметра. При этом обеспечивается высокое качество покрытия, в том числе и на тонком бумажном полотне.

Устройства типа двустороннего пресса HSM и TWIN могут работать при скорости до 1400−1600 м / мин. Использование рифленого валика в данных аппаратах позволяет конт¬ролировать толщину меловального покрытия, при этом чем выше скорость аппарата, тем больше толщина слоя покрытия. Для оптимизации технологии мелования для определенного вида бумаги и картона фирма предлагает экспериментальные установки.

Мешочная бумага

Секретами улучшения качества мешочной бумаги поделился представитель фирмы Sweco PIC. Высокое качество мешочной бумаги достигается при использовании размола при высокой концентрации, формовании при низкой концентрации и крепировании бумажного полотна. Докладчик представил данные по оптимизации процесса получения мешочной бумаги, обладающей максимальной прочностью и необходимой степенью воздухопроницаемости.

Картон

Увеличение спроса на высококачественную тару и упаковку, в том числе на материалы для изготовления гофрокартона, при увеличении доли вторичного волокна требует широкого использования химических вспомогательных веществ, современного высокотехнологичного оборудования для подготовки массы, формования, прессования, сушки и отделки бумаги и картона.

Модернизация существующих производств сталкивается со следующими проблемами: низкий технический уровень оборудования, изменение ассортимента продукции, кадровые проблемы, отсутствие стратегии развития и неудовлетворительная техническая политика владельцев предприятий, сложности финансирования. По этой причине модернизация предприятий чаще производится с привлечением чешских, польских и китайских фирм, а не признанных лидеров в области машиностроения.

Бумага из минеральных волокон

Использование минеральных волокон в композиции специальных видов бумаги и картона открывает новые возможности в технологии целлюлозно-бумажного производства. Производство бумагоподобных композитных материалов технического назначения из химических и минеральных волокон увеличивается на 10−15% в год. Данные материалы, обладающие био-, термо- и хемостойкостью, применяются в авиакосмической, электронной, атомной, оборонной промышленности, а также в области нанотехнологий.

Например, стекловолокнистые композиты изготавливаются на бумагоделательной машине с наклонным сеточным столом и используются для изготовления мягкой кровли, обладающей высокой долговечностью.

Основными отличиями минеральных волокон от растительных являются повышенная хрупкость и длина, а также неспособность к гидратации и фибрилляции при размоле. По этой причине для производства композитов необходимо использовать специальные связующие для повышения прочности композитов. Особые свойства минеральноволокнистой водной суспензии требуют применения специального оборудования для её подготовки, транспортировки и отлива.

Санитарно-бытовые виды бумаги

Сотрудники компании KWI представили на конференции современные системы водопользования для предприятий по производству санитарно-бытовых видов бумаги. Контуры водопользования современной технологической линии переработки макулатуры максимально замкнуты, то есть подача свежей воды максимально ограничена. В этом случае совершенствование периферической системы локальной очистки производственной воды, сгущение и обезвоживание отходов и шлама становятся важнейшим фактором повышения эффективности производства бумаги и картона.

Отбелка бумаги

На сессии «Технология производства целлюлозы и древесной массы» прозвучали доклады, посвященные современным технологиям отбелки, разработанным фирмами Kvaerner Pulping AB и Metso Paper.

Результаты отбелки целлюлозы зависят не только от вида применяемых отбеливающих реагентов, но и от аппаратуры, используемой в производственном процессе. В докладе «Современные технологии в производстве целлюлозы» сотрудник компании Kvaerner Pulping AB представил модель Compact Bleaching. Данная установка для отбелки целлюлозы позволяет сократить потребление электроэнергии на 25% и капитальные затраты на 25−50% при сохранении высокого качества беленого полуфабриката.

Отбелка волокнистых полуфабрикатов, в частности целлюлозы, с использованием озона (Z) позволяет снизить объем сточной воды и содержание в ней АОХ, ХПК, а также уменьшить расход свежей воды. Выступление представителей компании Metso Paper Sundsvall AB было посвящено сравнению свойств целлюлозы при отбелке ECF и ECF-Z. Результаты исследования показали, что эксплуатационные затраты (расход энергии и отбеливающих реагентов) при отбелке ECF-Z и обычной ECF-отбелки практически одинаковы, а показатели качества продукции отвечают требованиям, предъявляемым к беленой целлюлозе.

P.S.

Количество участников конференции значительно увеличилось по сравнению с прошлогодними показателями. Однако некоторые доклады, заявленные в программе, не прозвучали на конференции. По какой-то причине отсутствовали представители ЦНИИБ и Гипробума, малым числом были представлены высшая школа и другие отраслевые институты, которые также занимаются исследованиями и разработкой новых технологий.

Традиционно не участвовали в международной конференции руководители и специалисты предприятий, расположенных на дальних расстояниях от Москвы и Санкт-Петербурга, кроме тех, кто постоянно вращается на орбите отраслевых встреч. Создается впечатление, что целлюлозно-бумажная промышленность отдаленных регионов России существует сама по себе. В любом случае, обмен информацией между отечественными и зарубежными специалистами полезен и способствует их плодотворному сотрудничеству на благо российской ЦБП.

Ольга КОВАЛЕВА, доцент